Physiologie de la fibrinolyse

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TABLE DES MATIERES
1.
INTRODUCTION
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1.
Introduction
La fibrinolyse est la dégradation de la fibrine
Deux sites de fibrinolyse
* Fibrinolyse sanguine :
o 1 cellulaire : 80-90% de l'activité
o 2 plasmatique : 20-30% de l'activité
* Fibrinolyse tissulaire :
o réparation tissulaire, lactation
o spermatogénèse
o implantation trophoblaste
Deux sortes de fibrinolyse
* dépendante de la plasmine
* indépendante de la plasmine
Deux étapes :
* transformation du plasminogène en plasmine
* dégradation des substrats par la plasmine
2.
Schéma de la Fibrinolyse
tPA
A2antiplasmine
+
-
Plasmine
Plasminogène
+
uPA
+
PK + FXII
-
PAI
lyse de fibrine
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3.
La fibrinolyse plasmatique
a lieu à la surface de la fibrine
3.1.
Plasminogène et plasmine
3.1.1. Plasminogène
précurseur inactif de la plasmine
GP simple chaîne, PM 92 000, 791 AA, 24 ponts S-S, en N terminal : 5 boucles de 80 AA, les kringles, forte affinité
pour la lysine (LBS) = fixation à fibrine, a2-AP, à HRGP, à thrombospondine, à acide e-aminocaproïque.
plasma : 1,5-2 mM/l, augmente lors de infection, inflammation, grossesse.
Plg natif : acide glutamique en NH2 terminal ="Glu-Plg" converti en "Lys-plg" par protéolyse limitée, Lys, val, ou Méth
en NH2 terminal puis Lys-Plg , et libération de peptides de 8 kDa. Lys-Plg a une affinité plus grande pour la fibrine que
Glu-Plg, et une demi-vie plus courte (0,8 vs 2,5 j).
dans le plasma: hydrolyse directe de Glu-plg en plasmine
sur kringles 1,2 et 5 : LBS se lient à fibrine ou à cellule, l'affinité augmente quand la fibrine est dégradée.
3.1.2. Plasmine
sérine-protéase
Glu-Plg est hydrolysé en plasmine (Glu-plasmine) par clivage Arg561-Val562
2 chaînes réunies par ponts S-S, PM : 85 kDa,
o chaîne lourde A (60 kDa) porte les LBS
o chaîne légère B (26 kDa) porte le site actif His603,Asp646,Ser741
La Lys-plasmine ne semble pas exister in vivo.
La plasmine est liée à la fibrine, ce qui augmente son activité
La plasmine dégrade la fibrine, le fg, les facteurs V, VIII, vWF, XIIIa, éléments du complément, la matrice
extracellulaire.
3.1.3. Récepteurs du Plasminogène
existent sur cellule endothéliale, globules blancs, plaquettes, hépatocytes
deux types de récepteurs :
o a-énolase
o gangliosides
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très forte densité > 107 sites par cellule
liaison inhibée par lysine et analogues de lysine (acide tranéxamique)
o gangliosides : lient directement Plg par LBS
o protéines avec lysine en C-terminale et une lysine en N-terminale ( 17 protéines humaines répondent à ces 2
conditions, dont l' a-énolase, protéine intracellulaire de la glycolyse exprimée à la surface.
3.2.
Activateurs du plasminogène
3.2.1. t-PA
principalement synthétisé par la cellule endothéliale, produit aussi par cellule mésothéliale, MK, monocyte
gène : chromosome 8
70 pM/ml, demi-vie = 3-6 secondes, à 80 % lié à PAI-1
sérine-protéase, une chaîne, 527 AA, PM 70 kDa
deux formes également actives : sct-PA et tct-PA (protéolyse en Arg275-Ile276 par la plasmine, le Xa, ou la
kallicréine)/p
4 domaines :
o
o
o
o
domaine F : résidus 4 à 50 en NH2-terminal, homologue du finger : domaine de fibronectine--> affinité pour
fibrine et pour cellules
domaine E : 50 à 87 , homologue EGF --> liaison sur cellules
domaine K1: 87 à 176 ; K2 : 176 à 262 --> liaison à la fibrine
domaine sérine-protéase : 276 à 527 , site actif His322,Asp371, Ser478
liaison à PAI-1 : finger, K2, et portion terminale
enzyme peu active en l'absence de fibrine, la liaison à la fibrine augmente l'activation du Plg (2 degrés de magnitude =
100 fois)
Le tPA est éliminé par le foie en quelques minutes (tPA/PAI-1 se lie au récepteur LRP/a2-MR de l'hépatocyte).
La plasmine formée à la surface de la fibrine a ses LBS et son site actif occupés, donc est lentement inactivée par a2AP (demi-vie 10 à 100 sec).
La plasmine libre est inactivée en 0,1 sec par a2-AP.
La plasmine digère la fibrine, ce qui augmente le nombre de sites lysine, donc augmente la fixation de Plg et l'action
de la plasmine.
3.2.2. u-PA ou Urokinase
rôle secondaire dans la circulation, mais rôle important dans la matrice extracellulaire.
Scu-PA : PM 54 000, 411 AA, chromosome 10
hydrolyse limitée par plasmine ou kallicréine Lys158-Ile159 = tcu-PA ou urokinase
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o
o
o
résidus 9 à 45 : région E, homologue de EGF --> récepteur cellulaire
résidus 45 à 134 : kringle --> pas d'affinité pour la fibrine
site catalytique : 159 à 411 , His204,Asp255,Ser356
scu-PA ne se lie pas à la fibrine
scu-PA a peu d'activité sur le plasminogène : rôle physiologique secondaire
L'urokinase (tcu-PA) : 40 pM dans le plasma, active Plg circulant et lié à la fibrine, elle lyse le fibrinogène et la fibrine.
Le récepteur u-PAR est présent sur plusieurs cellules : endothéliale, monocytes, fibroblastes.
3.3.
Inhibiteur de la plasmine
3.3.1. a2-antiplasmine
simple chaîne, PM 70 000, 452 AA, 2 ponts S-S (serpine)
1 mMol/l, synthèse hépatique, action rapide sur la plasmine : se lie sur LBS1 et inhibe son site actif
Le résidu sérine de la plasmine clive l'a2-AP en Arg 354- Met 355
Le peptide de 11 000 daltons reste accroché au LBS de la plasmine
forme un complexe 1:1 avec plasmine
3.3.2. a2-macroglobuline
glycoprotéine, PM 750 000, 4 chaînes identiques de 160 000
3.3.3. C1-inhibiteur
serpine, PM 105 000, 478 aa
inhibe fibrinolyse dépendant du système contact.
3.3.4. glycoprotéine riche en histidine (HRG)
glycoprotéine, 75 000 daltons, 507 aa
forme un complexe réversible avec 50 % du Plg (LBS1)
3.4.
Inhibiteur des activateurs du plasminogène
3.4.1. PAI-1
serpine, simple chaîne, PM 52 000, 379 aa
inhibe t-PA (1 et 2 chaînes), affinité égale pour t-PA mono ou bicaténaire et pour urokinase
inhibe tcu-PA, mais pas Scu-PA
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forme un complexe inactif réversible, puis irréversible
taux plasmatique variable 1-100 ng/ml (200 pM), plus élevés le matin
stabilisé dans le plasma par liaison à protéine S ou vitronectine
taux augmente pendant la grossesse et lors de insulinorésistance
3.4.2. PAI-2
serpine, PM 47-60 kD, 415 AA
inhibe u-PA et t-PA double chaîne, 10 et 50 fois plus lent que PAI-1 respectivement
pauvre inhibiteur de t-PA simple chaîne
n'inhibe sans doute pas t-PA in vivo
présent dans monocytes, macrophages, plasma de femme enceinte, salive, fibroblastes, et cellule endothéliale
stimulée
u-PA liée à son récepteur cellulaire est inhibée par PAI-1 et PAI-2
gène : 18q21.3 , à 600 kbp du gène de bcl-2 (rôle dans apoptose ?)
existe à taux faible dans plasma, augmente pendant la grossesse (< 5 ng/ml jusqu'à 250 ng/ml en fin de grossesse)
rôle physiologique ?
thrombine augmente synthèse de PAI-2 et PAI-1 par les monocytes
Protéines du système fibrinolytique dans les thrombi
( LA Robbie Thromb.Haemost. 1996)
o 30 fois plus de PAI-1 que dans plasma
o beaucoup d' a2-AP (même concentration que dans plasma)
o peu de t-PA
les taux de PAI-1 sont dus aux plaquettes
4.
Fibrinolyse cellulaire dépendante de la plasmine
La plupart des cellules lient le plasminogène avec une haute capacité et une faible affinité (Kd = 1 mM), et
reconnaissent les LBS du plasminogène.
Les gangliosides sont aussi des sites de liaison du Plg à la membrane cellulaire.
Les résidus lysine membranaires sont des sites de liaison aux LBS du Plg.
4.1.
Analogie entre cellules et fibrine
1 sites de liaison du Plg
2 augmentation de l'efficacité d'action du Plg
3 rôle des lysines
4 protection de plasmine fixée de la dégradation par a2-AP
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Les cellules impliquées : plaquettes, monocytes, PN, lymphocytes B et T, cellules endothéliales, hépatocytes.
4.2.
Récepteurs du Plg
existent sur cellule endothéliale, globules blancs, plaquettes, hépatocytes
deux types de récepteurs :
- a-énolase
- gangliosides
très forte densité > 107 sites par cellule
liaison inhibée par lysine et analogues de lysine (acide tranéxamique)
* gangliosides : lient directement Plg par LBS
* protéines avec lysine en C-terminale et une lysine en N-terminale ( 17 protéines humaines répondent à ces 2
conditions, dont l' a-énolase, protéine intracellulaire de la glycolyse exprimée à la surface.
4.3.
Récepteurs du t-PA
t-PA est localisée dans les vaisseaux
mécanisme de régulation : clearance des PA de la circulation par endocytose
t-PA : rôle confiné à la fibrinolyse
4.3.1. récepteurs PAI-1 dépendants
50% du t-PA est sous forme de complexe avec PAI-1 chez l'homme
clearance hépatique du t-PA : 5 mn
rôle du finger domaine de t-PA, et des domaines EGF
LRP (LDL Related protéine) est un récepteur hépatique pour les complexes t-PA-PAI-1 --> endocytose et dégradation
du t-PA
4.3.2. récepteurs PAI-1 indépendants sur les hépatocytes
liaison de t-PA libre --> endocytose et dégradation de t-PA
ce récepteur : LRP
4.3.3. Monocytes
ont des récepteurs pour Plg et u-PA
et pour t-PA : 0,17 x 106 R par cellule, non dépendant de PAI-1
sécrètent t-PA : saturation autocrine des récepteurs
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4.3.4. cellule endothéliale
ont des R pour t-PA : 106 / cellule
2 classes de R :
- faible affinité et haute capacité 8 x 105 à 5 x 107 par cellule
- haute affinité et capacité variable
ces R dépendent de l'interaction de t-PA avec PAI-1
lie le mannose de t-PA
40 kD
4.4. Récepteurs de u-PA
rôle principal de u-PA : dégradation des protéines associées aux mouvements cellulaires (migration cellulaire,
remodelage tissulaire, invasion cellulaire)
clearance principale de u-PA : foie
R de haute affinité sur monocytes, PN, fibroblastes
u-PA se lie par résidus 1 à 135
Récepteur : (CD 87) 40-60 kD, 313 AA
lié à cellule par ancrage GPI (GlycosylPhosphatidylInositol)
le domaine de u-PAR qui lie u-PA peut être clivé par u-PA +++
endocytose de u-PA dépendante de PAI-1 et PAI-2 : u-PA-PAI-1 complexe se lie à u-PAR, est internalisé et dégradé,
coopération avec LRP.
Ce R existe sur monocytes : u-PA se lie à u-PAR, puis complexe avec PAI-1 et inactivation de u-PA ; puis le complexe
u-PA-u-PAR-PAI-1 se lie avec LRP, et est internalisé dans un endosome où u-PA-PAI est dissocié de LRP-u-PAR et
dégradé ; tandis que LRP et u-PAR sont recyclés à la surface du monocyte.
u-PAR du monocyte forme une unité fonctionnelle avec Mac-1 (CD 11b/CD 18) qui est une intégrine capable de lier
C3bi, ICAM-1, facteur X, fibrine et fibrinogène, après activation du monocyte par différents agents (ADP, C5a, LTB4,
phorbol-esters). Après liaison du facteur X, Mac-1 coordonne l'activation directe du X, indépendamment du facteur
tissulaire.
Mac-1 réalise une voie de fibrinolyse indépendante de la plasmine dans laquelle la fibrine ou le Fg est internalisée
et dégradée via la cathépsine D lysosomiale (20% de la fibrinolyse totale).
Il existe une liaison entre Mac-1 et u-PAR à la surface de PN et de monocyte.
u-PAR est un régulateur de la fonction de l'intégrine Mac-1: quand u-PAR est occupée par u-PA, la fonction de Mac-1
est inhibée, notamment la liaison de X sur Mac-1.
L'activation de Mac-1 par les ligands solubles entraîne l'adhésion de la vitronectine médiée par u-PAR. La liaison de
Vn dépendante de u-PAR promeut la fonction de Mac-1 qui est de lier et dégrader la fibrine.
Il y a une coopération entre Mac-1 et u-PAR qui régule les interactions entre monocyte et les protéines de la
coagulation et de la fibrinolyse.
Si u-PAR est occupée par Vn --> stimulation de Mac-1.
Si u-PAR est occupée par u-PA --> inhibition de Mac-1.
Mac-1 est capable de lier directement le Fg et de la dégrader.
Dans hépatocytes,
il y a une endocytose de u-PA indépendante de PAI-1 ou PAI-2.
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Une forme soluble de u-PAR existe dans le plasma normal (3 +/- 3 ng/ml), qui est augmentée en cas de
septicémie (30 +/- 11 ng/ml).
5.
Rôle des plaquettes dans la fibrinolyse
Le caillot riche en plaquettes est résistant à la fibrinolyse.
La membrane plaquettaire contient un récepteur pour u-PA qui est différent de u-PAR monocytaire : PM 70 kDa (2263
+/- 809 sites).
Les plaquettes inhibent la fibrinolyse par des mécanismes PAI-1 dépendants et PAI-1 indépendants.
Les granules a contiennent du PAI-1 qui est largué et inhibe la fibrinolyse.
6.
Fibrinolyse cellulaire indépendante de la plasmine
Activité fibrinolytique sanguine :
30% pour le sang ; 80-90% pour les cellules
Polynucléaires
Les PN ont une activité fibrinolytique (élastase, cathépsine D).
Elastase : digère fibrine, mais à taux élevé.
Est-ce physiologique ?
NE clive et inactive PAI-1 en Val 355-Ser 356, ce qui augmente la fibrinolyse.
Temps de lyse des euglobulines est raccourci après traitement par NE.
La liaison de fibrine sur PN ou monocytes entraîne le release de NE qui dégrade la fibrine.
7.
Inhibition de la fibrinolyse
7.1.
inhibiteurs du plasminogène
7.1.1. TAFI (thrombin activatable fibrinolysis inhibitor)
TAFI : 50 kD, une seule chaîne, 50 nM dans le plasma
précurseur de carboxypeptidase B (CBP)
activée en présence de taux élevé de thrombine
activation augmentée par la thrombomoduline
TAFIa inhibe la fibrinolyse en clivant Lys et Arg en C-terminal
PCa est profibrinolytique en atténuant l'activation de TAFI
Le plasma contient au moins 2 CBP N et B qui enlèvent en permanence les lysines en C-terminal sur les surfaces (de
fibrine ou des cellules).
Le plasminogène ne peut donc plus se fixer sur ces lysines.
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7.1.2. Lipoprotéine (a)
compétition avec le plasminogène pour la fixation sur la fibrine
7.1.3. HGRP
PM 60 000, se lie à LBS --> diminution de fixation du Plg à fibrine
7.1.4. Thrombospondine
PM 450 000, forme un complexe avec LBS du Plg
7.2.
inhibiteurs de la plasmine
7.2.1. 2 antiplasmine
8.
La plasmine et la formation des PDF
Le plasminogène se fixe sur la fibrine par les LBS, il est activé en plasmine.
La dégradation de la fibrine par la plasmine produit des PDF :
* la plasmine détache d'abord un peptide à l'extrémité N terminal de la chaîne b, puis un peptide aux extrémités C
terminal d'abord de la chaîne a, puis b, puis g, ce qui conduit à la formation du fragment X de PM 240 000.
Puis il y a une protéolyse asymétrique du PDF X avec production des PDF Y et D
Y : PM 155 000 ; D : PM 85 000
Puis le fragment Y est clivé en deux fragments D et E : E : PM 50 000, correspond au nœud disulfure.
X et Y : PDF précoces ; D et E : tardifs
Les fragments X, Y, D, peuvent se complexer avec les monomères de fibrine et empêcher leur polymérisation. Ils
forment les complexes solubles.